黑麦草幼苗对镉耐性能力及吸收积累和细胞分布特点研究

通过盆栽试验研究了镉(Cd)胁迫下黑麦草(Lolium perenne L.)幼苗的耐性能力(包括生长反应和生理生化特性)以及对Cd的吸收、积累、分布特征.结果表明,当Cd浓度为10mg·kg-1时,黑麦草的生长和发育没有受到明显抑制(P>0.05),当Cd浓度为20、60、100 mg·kg-1时,黑麦草生物量、叶绿素含量、根系活性都显著降低(P<0.05);超氧阴离子(O2-·)、MDA含量显著增加(P<0.05);SOD、POD活性先增加后降低.黑麦草体内Cd积累量随着Cd浓度增加而显著增加(P<0.05);Cd在亚细胞内积累量:F1(细胞壁)>F3(可溶部分)>F2(细胞器).黑麦草在Cd浓度为10、20 mg·kg-1时,富集系数>1.0,对Cd有较强的富集能力,转移系数<1,富集的Cd丰要累积在根部,表明黑麦草能够有效富集土壤中的Cd,且富集的Cd主要积累在根部.     

头花蓼对重金属Cd的吸收特性与累积规律初探

以野生地被植物头花蓼为试验材料,采用温室盆栽法,对重金属Cd在该植物体内的吸收、累积分布以及迁移特性进行了初步研究.结果表明,Cd对头花蓼生长未造成显著影响,甚至低浓度(≤5 mg·kg-1)Cd具有一定的生长促进作用,表现为植物的生物量增加.当Cd处理浓度达到50 mg·kg-1时,植物的生物量虽有所降低,但与对照相比并无显著差异.植株不同部位对Cd的积累具有分异特性,地下部根系的累积量最大,叶次之,茎最小,且随处理浓度的增加而增加,在Cd处理浓度为50mg·kg-1时均达到最大值,分别为182,69、31.49 mg·kg-1和10.34 mg·kg-1.植株对Cd富集系数和转移系数分别为0.46～1.55和0.14～0.67,且地上部对Cd的最大迁移总量高达100.09μg·plant-1.说明头花蓼对修复Cd污染土壤具有一定的潜力,是一种修复Cd污染较好的景观地被植物种质资源.     

铜对小青菜生长和叶片保护酶活性的影响

以小青菜为供试材料,利用土培试验研究了重金属铜对小青菜的株高、叶面积、叶绿素含量、丙二醛含量、过氧化物酶活性以及青菜地上部和根系中铜累积的影响.结果表明,低浓度的铜(<25 nag·kg-1)对青菜生长起到促进作用;高浓度的铜(>20 mg·kg-1)对青菜生长起到抑制作用:施铜浓度>20 mg·kg-1时,严重限制了小青菜叶绿素的合成;铜浓度>10 mg·kgM-1时,青菜体内丙二醛含量和过氧化物酶活性开始升高,铜浓度为50 mg·kg-1时青菜体内的丙二醛含量和过氧化物酶活性分别为对照的1.86和1.85倍;随铜浓度的增大.小青菜地上部和根系中的铜含量均呈极显著增加,且主要在小青菜根系中累积.随铜浓度的增加,青菜地上部含铜量占植株总铜量的百分率逐渐降低,而根系中含铜量占植株总铜量的百分率逐渐升高.     

剑麻对重金属铅的吸收特性与累积规律初探

以热带地区一种生物量极大的经济作物剑麻(AgaveSisalanaPerrineexEngelm)作为研究对象,采用网室砂培,对Pb在该植物体内的吸收特性、累积分布及迁移规律进行了初步的探索。试验表明,Pb处理浓度低于1300mg·kg-1时对剑麻生长影响较小,但Pb加入浓度达到15900mg·kg-1时,显著抑制了剑麻的生长,其生物量仅为对照的6.7%。剑麻对Pb有很强的吸收性,并分布在其植株的各个部位,其中根系的吸收性最强,是地上部的3.0～13.6倍。Pb处理浓度为12700mg·kg-1时,剑麻地上部和根系的吸收量最大,分别为2220.3和22544.8mg·kg-1,是对照的65.6和221.3倍,且地上部迁移量高达55.87mg·株-1,说明剑麻对修复Pb污染土壤有一定的潜力,因而为今后探明植物积累Pb的机理和Pb污染土壤的植物修复提供了一种新的种质资源。     

不同价态外源硒对冬小麦生长及生理代谢的影响

用盆栽试验研究了不同浓度外源硒(四价和六价)处理土壤对小麦生长和生理代谢的影响,旨在为富硒小麦的种植和开发提供理论依据。结果表明:外源硒抑制了苗期小麦的生长(株高和生物量);而在生长后期,随外源硒浓度增加表现为先促进后抑制作用。Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)处理对小麦生物量影响的EC10分别从苗期的1.40mg·kg-1和0.28mg·kg-1增加到收获期的28.48mg·kg-1和4.56mg·kg-1,表明小麦对硒的耐受浓度随生长时间的延长逐渐增大。Se(Ⅵ)低浓度(≤1mg·kg-1)对小麦生长的促进作用及高浓度(≥2.5mg·kg-1)对小麦生长的抑制作用均大于Se(Ⅳ)。小麦籽粒产量随外源Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)浓度的增大先升高而后降低,分别在2.5mg·kg-1和1mg·kg-1浓度处理时达到最大。低浓度硒处理(Se(Ⅳ)≤5mg·kg-1和Se(Ⅵ)≤0.5mg·kg-1)能促进拔节期小麦叶片中GSH和POD等抗氧化酶活性,显著降低叶片过氧化物质MDA(Se≤2.5mg·kg-1)含量,高浓度硒处理则与之相反。     

Pb胁迫对百喜草生长和Pb积累的影响

以水土保持先锋植物百喜草为试验材料,设置不同Pb浓度的室内模拟胁迫试验,定量测定不同浓度Pb处理下百喜草生长及体内重金属含量,分析百喜草对Pb胁迫的耐性及其富集效果。结果表明:百喜草在土壤Pb浓度2500 mg·kg-1条件下仍可生长;Pb胁迫对百喜草各生长指标均有一定抑制作用,地上部分表现为分蘖能力叶最大伸展苗高,根系表现为根体积根平均直径总根长根表面积;轻度Pb胁迫条件下百喜草根系生物量分配较多,随Pb浓度的增大,生物量分配倾向于地上部分;百喜草对Pb具有一定富集能力,根系和地上部分最高分别为3384.56 mg·kg-1和200.70 mg·kg-1,根系对Pb的富集能力远大于地上部分,表现出较弱的转移能力。     

铅胁迫对茶树生长及叶片生理指标的影响

通过盆栽试验,研究了不同土壤铅浓度对茶叶生长及叶片生理特性的影响。结果表明,随着土壤铅浓度的升高,夏茶叶绿素含量显著下降,并有失绿现象,茶树生长受到一定程度的抑制。春茶叶绿素含量呈上升趋势,夏茶叶绿素含量呈先增加后降低的趋势。当铅浓度为100mg·kg-1时,叶绿素含量达到最大值2.93mg·g-1;铅浓度为1500mg·kg-1时,叶绿素含量达到最小值2.28mg·g-1;随铅浓度增加,叶片中游离脯氨酸、丙二醛含量显著增加,两者与铅浓度呈显著正相关,春茶的相关系数分别为0.922(P0.01)和0.880(P0.01),夏茶的相关系数为0.871(P0.05)和0.971(P0.01),且夏茶中的游离脯氨酸、丙二醛含量大于春茶。铅对春茶、夏茶中可溶性糖的合成有一定的抑制作用,相关系数分别为-0.715(P0.01)和-0.912(P0.01)。在铅浓度为0～200mg·kg-1时,春茶可溶性糖有小幅度增加;在铅浓度为200mg·kg-1时,春茶、夏茶可溶性糖含量都同时达到最大值。     

多氯联苯（PCBs）污染对油菜（Brassica campestris）生长的影响及积累效应研究

通过盆栽实验研究了6种多氯联苯(PCB28、PCB52、PCB101、PCB118、PCB153、PCB180)在浓度分别为0、0.05、0.1、0.5mg·kg-1时对油菜生长的影响及积累效应。结果表明:(1)各处理的叶长、叶宽随处理浓度的增加呈现先升高后降低的趋势,但整体高于对照,说明低浓度PCBs处理对油菜的叶长叶宽有促进作用(;2)PCB28、PCB101随浓度增加光合速率呈下降的趋势,其余呈先升高后降低的趋势,但都低于对照,可以看出PCBs对油菜的光合速率有抑制作用(;3)叶绿素a+b含量、叶绿素a/b值整体表现随处理浓度增加而降低,说明PCBs对油菜叶绿素的含量产生抑制作用(;4)还原性Vc含量除PCB101外其余整体随处理浓度的增加呈现逐渐减小的趋势(;5)油菜体内残留与PCBs处理浓度呈正相关关系,PCB118、PCB153、PCB180与对照差异不显著,PCB28在处理浓度≥0.05 mg·kg-1时,残留大于国家标准(0.1 mg·kg-1),PCB52、PCB101在处理浓度≥0.1 mg·kg-1时,残留大于国家标准。     

核桃青皮中的低极性组分对几种植物种子萌发及幼苗生长的影响

研究了核桃青皮水提液石油醚萃取相对供试作物的化感活性,结果表明:(1)核桃青皮水提液在供试浓度为30 mg·mL-1时,对6种供试植物(绿豆、小麦、萝卜、油菜、黑麦草及高羊茅)的发芽率和幼苗生长均有较好的化感抑制作用.(2)核桃青皮水提液石油醚萃取相中的活性物质对植物幼苗生长的抑制有一定的选择性.对小麦、油菜和高羊茅幼根的抑制大于对幼芽的抑制;对绿豆、萝卜和黑麦草幼芽的抑制大于对幼根的抑制.(3)不同浓度处理液对小麦、油菜和黑麦草的化感抑制作用随石油醚萃取相浓度的增大而增强.(4)小麦是进一步研究的良好受体.     

黑麦草及其根际土壤酶对芘胁迫的响应与植物修复研究

采用盆栽试验研究土壤中添加不同含量的芘对黑麦草根和茎叶生长、根际土壤脱氢酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶活性的影响,并研究黑麦草对芘胁迫土壤的修复作用。结果表明:黑麦草的根系鲜重在生长40和60d时均随着土壤施芘量的增加而增加。茎叶鲜重在生长60d时随土壤施芘量的增加而下降。根重比例随生长时间的延长而上升,40和60d时随土壤施芘量的增加而显著增加。黑麦草根际土壤脱氢酶活性在整个试验期间随生长时间的延长而上升,而随土壤施芘量的增加而下降,尤以20、40mg.kg-1施芘量下降显著。40d时100、200和400mg.kg-1施芘量下黑麦草根际过氧化氢酶活性与对照相比均呈显著增加。试验期间400mg.kg-1施芘量下黑麦草根际土壤多酚氧化酶活性均极显著高于对照和其他处理。种植黑麦草的根际土壤可提取态芘含量均低于无植物对照土壤和无植物无菌对照土壤。植物吸收造成的芘损失率极少,根际土壤芘损失率随施芘量增加而显著下降,芘含量越低,黑麦草对芘胁迫土壤的修复越完全。     

亚硒酸盐/硒酸盐及相互作用对水稻吸收及转运硒的影响

采用分根装置及营养液水培方法研究了硒酸盐(Na2SeO4)和亚硒酸盐(Na2SeO3)及其在植物体内相互作用对水稻吸收及转运硒的影响,以及水稻根系对硒酸盐和亚硒酸盐的吸收动力学。分根装置中水稻根系左右两侧都供给亚硒酸盐或硒酸盐时,水稻根系硒含量分别为117.8 mg·kg-1和9.85mg·kg-1,地上部硒含量分别为1.39mg·kg-1和6.14mg·kg-1,硒向植株地上部的转移系数分别为0.01和0.69;分根装置中右侧供给Na2SeO3的水稻根系硒含量为103.1 mg·kg-1,左侧供给Na2SeO4的水稻根系硒含量为18.9mg·kg-1,地上部硒含量为6.26 mg·kg-1,转移系数为0.10。亚硒酸盐的供给促进了水稻根系对硒酸盐的吸收,而硒酸盐对水稻吸收亚硒酸盐的影响不显著。吸收动力学结果显示,水稻根系对SeO2-3的最大吸收速率是SeO2-4的13倍,但是水稻根系对SeO2-3的亲和力低于对SeO2-4的亲和力。     

铁冬青幼苗对污染土壤中铅、镉的耐受、吸收和累积

【目的】研究铁冬青Ilex rotunda在铅（Pb）、镉（Cd）污染土壤上生长的耐受性及其对Pb、Cd的吸收累积能力,为Pb、Cd污染土壤的植物修复提供理论依据。【方法】通过盆栽试验探究单一Pb污染(500、1 000和1 500 mg·kg^-1)和单一Cd污染(10、25和50 mg·kg^-1)对铁冬青幼苗生长、根系形态、养分及Pb或Cd吸收累积的影响。【结果】与对照（无污染土壤）相比,500 mg·kg^-1的Pb处理显著增加铁冬青根生物量和根表面积,500和1 000 mg·kg^-1的Pb处理均显著增加地径和质量指数;1 500 mg·kg^-1的Pb处理显著降低铁冬青生物量、质量指数和全株N累积量,抑制根系生长,但显著提高根、地上部P含量和地上部K含量;Pb污染处理均显著增加铁冬青全株Pb含量以及根、全株Pb累积量,1 500 mg·kg^-1的Pb处理的铁冬青各部位及全株的Pb含量和累积量最大。与对照相比,单一Cd污染对铁冬青生长、根系形态、养分累积...     

EDTA与耐性细菌对黑麦草吸收复合污染红壤中铅镉的影响

为比较耐性细菌与EDTA两种方法强化植物富集重金属效果的优劣,以黑麦草(Lolium perenne L.)为供试植物,利用土培试验和室内分析,比较EDTA与耐性细菌(Rhodococcus baikonurensis,编号为J6)对黑麦草吸收重金属复合污染土壤中铅(Pb)、镉(Cd)的影响。试验采用双因素完全随机区组设计,因素一为Cd、Pb污染浓度,设置6个水平,各个水平的Cd、Pb浓度分别为0、0 mg·kg~(-1);5、50 mg·kg~(-1);10、100 mg·kg~(-1);20、200 mg·kg~(-1);50、400 mg·kg~(-1);80、800 mg·kg~(-1),并依次以代号A1、A2、A3、A4、A5、A6表示。因素二为分别添加EDTA、接种J6菌,以空白为对照。结果表明:在A1、A2条件下,添加J6菌可促进黑麦草生长,提高生物量。接种J6菌对黑麦草吸收Pb、Cd具有促进作用,在不同浓度的重金属处理条件下,接菌后的黑麦草地上部Cd含量呈提高趋势,最高达27%、地下部Pb、Cd含量也分别提高17%~64%、5%~23%;而添加EDTA后的黑麦草仅有地下部Pb含量提高40%(A5)、60%(A6)。接种J6菌可降低根际土的Cd、Pb全量,同时提高有效态Cd、Pb含量。接种J6菌也可提高黑麦草Cd的转运系数。总体而言,接种J6菌可促进黑麦草对重金属复合污染土壤中的Cd、Pb的吸收,其效果优于添加螯合剂EDTA。     

凤尾蕨对铅污染土壤的修复机理研究

以景观植物凤尾蕨作为供试植物,研究其对土壤铅污染的修复效果,并通过分析凤尾蕨植物酶、土壤酶活性的变化,铅积累量的变化等探讨其可能的修复机理。结果表明:叶绿素、植物POD酶(过氧化物酶)、植物CAT酶(过氧化氢酶)一系列指标,在0～500 mg·L~(-1)时随着铅浓度的增加而上升,植物SOD酶(超氧化物歧化酶)在铅胁迫下呈下降趋势,表明凤尾蕨具有一定的耐铅性能;凤尾蕨可以吸收高浓度Pb,其地下部分与地上部分的铅积累量均随土壤铅浓度的升高而增加,地下部铅最大富集量82.578 mg·kg~(-1)、地上部铅最大富集量16.153 mg·kg~(-1),且地下部分和地上部分的富集系数均大于1,其中地下部最大富集系数达10.819,表明凤尾蕨具有将土壤中重金属富集在植物体内的能力;在低浓度Pb(0～500mg·L~(-1))处理时,蔗糖酶、脲酶、磷酸酶三种酶活性相对于对照组有所增加,表明凤尾蕨根际微生物在低浓度铅污染情况下,可协同植株强化对重金属污染土壤的修复作用。     

磷灰石、石灰对Cd胁迫下黑麦草根形态及Cd吸收影响研究

为考察磷灰石、石灰和黑麦草对Cd污染土壤的修复效果,通过盆栽试验研究了不同剂量磷灰石(0、6、12、24 g·kg^-1风干土,编号为CK、L1、L2、L3)和石灰(1、2、4 g·kg^-1风干土,编号为S1、S2、S3)对Cd胁迫下黑麦草生物量、根形态、黑麦草Cd含量、Cd富集量、富集系数、土壤pH、土壤有效态Cd含量等的影响。结果表明,磷灰石、石灰处理(L1,S1除外)显著增加了黑麦草生物量、根长、根表面积、根体积、根尖数、Cd富集量和土壤pH,显著降低了黑麦草Cd含量、Cd富集系数、根平均直径和土壤有效态Cd含量。相关性分析结果表明:除根平均直径为正相关关系外,黑麦草根长、根表面积、根体积、根尖数与土壤有效态Cd含量、黑麦草地上部分及根系Cd含量、Cd富集系数呈显著或极显著负相关关系;除根平均直径为负相关关系外,其他根指标与黑麦草地上部分及根系生物量、Cd富集量呈极显著正相关关系。其中,L3处理黑麦草地上部分及根系生物量达到CK处理(不添加改良剂)的176.0倍和174.4倍;根平均直径相比CK降低了29.4%,根长、根表面积、根体积和根尖数分别为CK处理的20.2、21.0、21.3倍和24.5倍;黑麦草地上部分及根系Cd富集量达到CK处理的89.6倍和100.9倍。研究表明,根形态受土壤有效态Cd含量的影响显著,并可通过影响黑麦草生物量及Cd吸收决定其Cd富集量,施用24 g·kg^-1的磷灰石并种植黑麦草能很好地修复Cd污染土壤。     

不同钝化剂对稻田镉污染修复和迁移的影响

通过对镉污染稻田的原位修复治理试验,对比研究了改性电厂灰（BFA）、生石灰（CaO）、石灰石（CaCO₃）、稻壳生物炭（BC）、硫酸亚铁（FeSO₄）和零价铁粉（Fe）对镉污染稻田土壤钝化修复效果及Cd在土壤—水稻体系迁移的影响。结果表明：6种钝化材料处理对土壤总Cd及有效态Cd降低率变化范围分别为0.519～6.25 mg·kg^-1（-5.31%～14.5%）、0.290～0.330 mg·kg^-1（-3.13%～12.5%）,但处理之间无显著性差异。在200～600 kg·acre^-1施加量下CaO和CaCO₃处理可以使土壤pH值分别提高0.38～0.80、0.25～0.48个单位,施加改性电厂灰能够使土壤pH提升0.21～0.28个单位,生物质炭和铁粉处理对土壤pH无明显影响。与对照组相比,6种材料可使水稻产量增幅-6.20%～32.2%,籽粒Cd含量降低3.35%～61.0%,其中400 kg·acre^-1 CaO、600 kg·acre^-1 FeSO₄、600 kg·acre^-1 BFA处理对水稻籽粒中Cd含量降幅最大,分别达到61.0%、55.4%、44.2%;在土壤-水稻体系中,水稻不同部位对Cd的富集表现为根>茎叶>籽粒,其中400 kg·acre^-1 CaO、600 kg·acre^-1 FeSO₄、600 kg·acre^-1BFA处理均可降低水稻各部位对Cd的富集系数。     

不同耕作模式下秸秆还田对潮土肥力特征的影响

2016—2017年通过田间试验对比研究夏玉米季不同耕作模式下秸秆还田对潮土肥力特征的影响。试验设置:免耕(NT)、免耕(NT)+秸秆还田(S)、翻耕(T)和翻耕(T)+秸秆还田(S)4个处理。结果表明,免耕、翻耕模式下,秸秆还田均显著增加了土壤碱解氮(+6.10 mg·kg~(-1)、+10.66 mg·kg~(-1))、有效磷(+2.76 mg·kg~(-1)、+6.53 mg·kg~(-1))、速效钾(+38.94 mg·kg~(-1)、+47.7 mg·kg~(-1))、有机质(+1.85 g·kg~(-1)、+0.80 g·kg~(-1))含量,及土壤孔隙度(+2.81%、+1.77%),降低了土壤容重(-5%、-3%),促进水稳定性大团聚体(0.25 mm)的形成。免耕、翻耕模式下的秸秆还田均有利于土壤肥力的提高,尤其在免耕模式下土壤容重、孔隙度、团聚体和有机质含量状况得到明显改善。翻耕对大团聚体有破碎作用,不利于有机质累积。     

Ni-Mo多金属矿区土壤和农作物铬、钴污染及健康风险评价

为了阐明贵州遵义松林Ni-Mo多金属矿区土壤Cr、Co污染状况及该矿区土壤和农作物Cr、Co健康风险,采用ICP-MS分析矿区土壤和农作物Cr、Co含量,分别采用单因子指数法和健康风险模型评价了矿区土壤和农作物Cr、Co污染程度和健康风险水平。结果表明:(1)矿区旱地土、水稻土和森林土Cr平均含量分别为138mg·kg~(-1)、97.8 mg·kg~(-1)和114 mg·kg~(-1),Co平均含量分别为26.3 mg·kg~(-1)、20.9 mg·kg~(-1)和23.3 mg·kg~(-1),3种类型土壤Cr、Co含量均高于相应元素的贵州省土壤背景值。(2)6种农作物样品中,粮食类和蔬菜类Cr平均含量分别为7.32mg·kg~(-1)和6.23 mg·kg~(-1),分别为国家食品限量标准(谷物类1.0 mg·kg~(-1),蔬菜类0.5 mg·kg~(-1))的7.3倍和12.5倍,Co平均含量分别为0.076 mg·kg~(-1)和0.266 mg·kg~(-1),低于世界卫生组织给出的安全限值(0.48 mg·kg~(-1))。(3)单因子指数法评价结果表明,旱地土和森林土Cr污染程度主要为轻度污染,水稻土大部分样点未出现Cr污染。3种类型土壤Co污染程度主要为轻度污染,部分旱地土存在Cr、Co重污染。(4)健康风险模型评价结果表明,6种农作物中的Cr存在较高的非致癌风险,成人和儿童在3种暴露途径下Cr的总非致癌健康风险指数(HI)大于1(成人:2.18E+00;儿童:1.78E+00),存在一定非致癌风险,土壤Cr和Co的致癌健康风险指数(CR)和总致癌风险指数(TCR)均低于致癌风险阈值(1.0×10-6),致癌风险在可接受范围内。     

聚乙烯微塑料暴露对辣椒生长及产量的影响

为探讨微塑料对蔬菜作物生长及产量的影响，于2022年4—9月采用室内盆栽实验，研究聚乙烯微塑料（PE-MPs）在不同浓度下（0、50、500、2 500 mg·kg^-1）对辣椒（Capsicum annuum L.）不同生长阶段（幼苗期、开花期与结果期）的生长状况、植株养分、光合色素含量与产量的影响。结果表明：幼苗期，PE-MPs增加了辣椒的根长、鲜质量及植株中碳含量，而对株高有抑制作用，在浓度为50 mg·kg^-1时亦抑制了光合色素的合成；开花期，PE-MPs对辣椒的根长与碳含量有促进作用，而减少了其株高、鲜质量及磷含量，在浓度为2 500 mg·kg^-1时则能促进光合色素的合成；结果期，PE-MPs对辣椒根长、碳含量及叶片类胡萝卜素含量有促进作用，对株高、鲜质量及磷含量有抑制作用； PE-MPs降低了辣椒产量，最多可使每株辣椒减产42.86%。由此可见，PE-MPs对辣椒根长与植株中碳含量有促进作用，但降低了株高与产量，对其生物量未见显著影响，鲜质量、光合色素含量与氮磷含量则与生长阶段和PE-MPs浓度有关。综上，PE-MPs对辣椒生长存在一定的影响，因此，农业生产等活动中应尽量避免微塑料进入土壤环境中。